CH635191A5

CH635191A5 - INSTRUMENT FOR MEASURING LINEAR QUANTITIES.

Info

Publication number: CH635191A5
Application number: CH188480A
Authority: CH
Inventors: Serge Ginggen
Original assignee: Tesa Sa
Priority date: 1980-03-11
Filing date: 1980-03-11
Publication date: 1983-03-15
Also published as: GB2071850A; JPS56142407A; DE3109041C2; IN155446B; SE8101477L; FR2478300A1; DE3109041A1; JPH0415401B2; BR8101392A; FR2478300B1; SE449264B; GB2071850B; US4353168A

Description

La présente invention a pour objet un instrument de mesure de grandeurs linénaires destiné au contrôle dimensionnel de pièces volumineuses telles que par exemple les roues à aubes et les bâtis de turbines des centrales hydrauliques et thermiques. The subject of the present invention is an instrument for measuring linear quantities intended for the dimensional control of bulky parts such as, for example, impellers and the frames of turbines of hydraulic and thermal power plants.

On connait déjà des instruments de mesure, définis brièvement dans le préambule de la revendication 1, qui sont réalisés dans ce but. There are already known measuring instruments, defined briefly in the preamble of claim 1, which are made for this purpose.

Ces instruments permettent d'effectuer des mesures pouvant s'étendre sur plusieurs mètres. These instruments allow measurements to be made over several meters.

Afin d'en assurer la fiabilité il a été tenu compte, dans leur conception, de la dilatation thermique provoquée par leur manipulation et de leur propension à la flexion due à leur grande longueur. In order to ensure reliability, account was taken, in their design, of the thermal expansion caused by their handling and of their propensity to bending due to their great length.

C'est ainsi que les tiges étalons auxquelles se réfèrent la mesure et qui relient sans interruption de contact la tête de mesure à la butée fixe sont disposées à l'intérieur des rallonges et que ces dernières sont de structure tubulaire, de manière à isoler ces tiges des mains de l'utilisateur. Ces rallonges tubulaires sont prévues d'autre part de structure suffisamment rigide pour que la flexion du corps de l'instrument qu'elles composent n'entraîne pas d'écarts appréciables, eu égard aux tolérances admises, entre la longueur de l'arc qu'elles forment et la longueur de la corde théorique de mesure, lorsque les butées de contact des touches de ces instruments sont dans l'alignement des tiges étalon. Thus the standard rods to which the measurement refers and which connect without contact interruption the measuring head to the fixed stop are arranged inside the extensions and that the latter are of tubular structure, so as to isolate these rods from the user's hands. These tubular extensions are furthermore provided with a structure that is sufficiently rigid so that the bending of the body of the instrument that they compose does not cause appreciable differences, having regard to the tolerances allowed, between the length of the arc that 'they form and the length of the theoretical measuring string, when the contact stops of the keys of these instruments are in alignment with the standard rods.

Lorsque par contre ces butées de contact sont déportées sur les touches par rapport à l'alignement des tiges étalons, comme dans le type d'instrument auquel se rapporte l'invention, il n'est plus possible d'obtenir, dans les limites du raisonnable, une ridigité suffisante des rallonges pour éviter des erreurs car l'écart de mesure dû à la flexion du corps est trop amplifié par ce déport des butées de contact. When, on the other hand, these contact stops are offset on the keys with respect to the alignment of the standard rods, as in the type of instrument to which the invention relates, it is no longer possible to obtain, within the limits of the reasonable, sufficient ridiculousness of the extensions to avoid errors because the measurement difference due to the bending of the body is too amplified by this offset of the contact stops.

Dans ce cas, lors de mesures effectuées en position horizontale, il est prévu un équipement spécial composé de galets d'appui que l'on dispose sous le corps de l'instrument pour le soutenir en des points précis dits points d'Airy, afin de minimiser les effets de sa déformation par flexion. In this case, during measurements carried out in a horizontal position, special equipment is provided, consisting of support rollers which are placed under the body of the instrument to support it at precise points called Airy points, in order to to minimize the effects of its bending deformation.

Cependant, la mise en place de ces galets suppose l'existence de surfaces d'appui aux endroits et niveaux désirés sur la pièce à mesurer, et cela est rarement le cas. Le plus souvent il est nécessaire de les créer artificiellement par des moyens subsidiaires et cela est cause de perte de temps, exige une certaine maîtrise et peut aller jusqu'à causer des problèmes difficiles à résoudre de manière simple, comme par exemple lors du contrôle d'un alésage de grand diamètre d'une paroi horizontale de bâti. However, the installation of these rollers presupposes the existence of bearing surfaces at the desired locations and levels on the part to be measured, and this is rarely the case. Most often it is necessary to create them artificially by subsidiary means and this is a waste of time, requires a certain mastery and can go so far as to cause problems which are difficult to solve in a simple manner, such as during the control of 'a large diameter bore of a horizontal frame wall.

L'invention a pour but d'éviter de devoir faire face à ces problèmes. The invention aims to avoid having to face these problems.

La solution proposée, définie dans la caractéristique de la revendication 1, atteint ce but car elle permet d'éviter la nécessité de supprimer la flexion du corps de l'instrument, cause de l'erreur et des problèmes précités, en corrigeant ses effets. The proposed solution, defined in the characteristic of claim 1, achieves this goal because it avoids the need to suppress the bending of the body of the instrument, cause of the above-mentioned error and problems, by correcting its effects.

Grâce au dispositif de contrôle de l'inclinaison des deux touches de l'instrument et au dispositif de réglage de l'inclinaison d'au moins l'une d'elles, il est en effet possible de corriger l'écart angulaire relatif des touches sur lesquels sont déportées les butées de contact provoqué par la flexion de l'instrument et cause de l'amplification de l'erreur, comme il est décrit en détail dans la description qui suit. Thanks to the device for controlling the inclination of the two keys of the instrument and to the device for adjusting the inclination of at least one of them, it is indeed possible to correct the relative angular deviation of the keys on which are offset the contact stops caused by the bending of the instrument and cause of the amplification of the error, as described in detail in the description which follows.

Le dessin annexé représente à titre d'exemple une forme d'exécution de l'objet de l'invention, ainsi qu'une variante. The accompanying drawing shows by way of example an embodiment of the subject of the invention, as well as a variant.

La fig. 1 est une d'ensemble en élévation de la forme d'exécution. Fig. 1 is an overall elevation of the embodiment.

La fig. 2 est une vue en élévation agrandie d'un détail de la fig. 1. Fig. 2 is an enlarged elevation view of a detail of FIG. 1.

Les fig. 3 et 4 sont des schémas explicatifs. Figs. 3 and 4 are explanatory diagrams.

La fig. 5 est une vue en élévation d'un détail de la variante. Fig. 5 is an elevational view of a detail of the variant.

L'instrument de mesure représenté fig. 1 et 2 se compose d'une tête de mesure 1 et d'une butée fixe 2 reliées par un corps 3 constitué de rallonges 4 et 5 choisies dans un lot de rallonges faisant partie de son équipement en fonction de la grandeur à mesurer qui est ici représentée par la distance L séparant deux parois 6 et 7. The measuring instrument shown in fig. 1 and 2 consists of a measuring head 1 and a fixed stop 2 connected by a body 3 made up of extensions 4 and 5 chosen from a set of extensions forming part of its equipment according to the quantity to be measured which is here represented by the distance L separating two walls 6 and 7.

Ces rallonges sont constituées par des profilés métalliques tubulaires, ici de section elliptique, comportant chacune des éléments de raccordement 8 et à l'intérieur desquelles sont incorporées de manière habituelle des tiges étalons 9 alignées et en appui élastique continu, reliant la tête de mesure 1 à la butée fixe 2. These extensions are formed by tubular metal profiles, here of elliptical section, each comprising connection elements 8 and inside which are usually incorporated standard rods 9 aligned and in continuous elastic support, connecting the measuring head 1 to the fixed stop 2.

Cet instrument comporte deux touches de mesure 10 et 11 constituées par deux bras parallèles sur chacun desquels est fixée une butée de contact 12, ici à contact ponctuel, en position déportée par rapport à l'alignement des tiges étalons 9. This instrument comprises two measuring keys 10 and 11 constituted by two parallel arms on each of which is fixed a contact stop 12, here in point contact, in the offset position relative to the alignment of the standard rods 9.

La tête de mesure 1 est du type usuel dans le corps duquel une tige de palpage axiale mobile 13 à laquelle est fixée la touche 10 agit sur les organes indicateurs mobiles de cadrans de lecture 14. The measuring head 1 is of the usual type in the body of which a movable axial probing rod 13 to which the key 10 is fixed acts on the mobile indicator members of reading dials 14.

Les deux touches 10 et 11 sont reliées rigidement à la tête de mesure 1 et à la butée fixe 2 de manière usuelle par l'intermédiaire de supports 15 dans lesquels elles peuvent être réglées à la hauteur désirée en fonction du genre de mesure à effectuer. The two keys 10 and 11 are rigidly connected to the measuring head 1 and to the fixed stop 2 in the usual way by means of supports 15 in which they can be adjusted to the desired height according to the kind of measurement to be carried out.

La butée fixe 2 est reliée au corps 3 de l'instrument par un dispositif de réglage de l'inclinaison de la touche 11 dans le plan défini par les deux touches. Ce dispositif se compose d'une bascule 16 et d'une vis de manœuvre 17. La bascule 16 comporte un bras 18 articulé sur un pivot 19 perpendiculaire au plan des touches et porté par un élément 20 de raccordement à la rallonge 4. La butée 2 est fixée rigidement sur cette bascule 16. The fixed stop 2 is connected to the body 3 of the instrument by a device for adjusting the inclination of the key 11 in the plane defined by the two keys. This device consists of a rocker 16 and a maneuvering screw 17. The rocker 16 comprises an arm 18 articulated on a pivot 19 perpendicular to the plane of the keys and carried by an element 20 for connection to the extension 4. The stop 2 is rigidly fixed on this rocker 16.

La vis de manœuvre 17 est maintenue dans un palier 21 d'immobilisation axiale fixé à la paroi de la rallonge 4 et sa tige filetée 22 est en prise dans un trou fileté radial d'un arbre 23 monté tournant en bout du bras 18. The operating screw 17 is held in a bearing 21 for axial immobilization fixed to the wall of the extension 4 and its threaded rod 22 is engaged in a radial threaded hole of a shaft 23 mounted rotating at the end of the arm 18.

La tête de mesure 1 est fixée rigidement à la rallonge 5 du corps 3 par l'intermédiaire d'un élément de raccordement 24. The measuring head 1 is rigidly fixed to the extension 5 of the body 3 by means of a connection element 24.

5 5

10 10

15 15

20 20

25 25

30 30

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

Aux deux touches 10 et 11 est associé un dispositif de contrôle de leur inclinaison dans le plan qu'elles définissent, constitué ici par deux clinomètres 25 et 26 disposés chacun en position spatiale fixe par rapport à la touche à laquelle il est associé. Chacun de ces deux clinomètres comporte une tige de fixation 27 engagée dans un trou borgne d'un élément de l'instrument de mesure et bloqué dans ce trou à l'aide d'une vis de serrage 28. The two keys 10 and 11 are associated with a device for controlling their inclination in the plane which they define, constituted here by two clinometers 25 and 26 each arranged in a fixed spatial position relative to the key with which it is associated. Each of these two clinometers comprises a fixing rod 27 engaged in a blind hole in an element of the measuring instrument and locked in this hole by means of a clamping screw 28.

Le clinomètre 25 est fixé de cette manière à l'élément de raccordement 24 de la tête de mesure 1 et le clinomètre 26 à la bascule 16 sur laquelle est fixée la butée 2. The clinometer 25 is fixed in this way to the connection element 24 of the measuring head 1 and the clinometer 26 to the rocker 16 on which the stop 2 is fixed.

Ces deux clinomètres sont ici des niveaux électroniques de type usuel délivrant un signal électrique analogique à leur inclinaison par rapport à la référence verticale donnée par une masse pendulaire incorporée, lorsque l'instrument est utilisé dans un plan vertical, These two clinometers are here electronic levels of the usual type delivering an analog electrical signal at their inclination relative to the vertical reference given by an incorporated pendulum mass, when the instrument is used in a vertical plane,

comme représenté fig. 1. Ces deux niveaux électroniques sont reliés par deux câbles 29 à un appareil de lecture 30 des valeurs d'inclinaison détectées qui correspondent, après réglage de leurs zéros et du fait du montage décrit, à celle des deux touches 10 et 11. Cet appareil de lecture peut être installé soit sur l'instrument soit à l'endroit jugé le plus favorable par l'opérateur. as shown in fig. 1. These two electronic levels are connected by two cables 29 to a device 30 for reading the detected inclination values which correspond, after adjusting their zeros and due to the assembly described, to that of the two keys 10 and 11. This device can be installed either on the instrument or in the place deemed most favorable by the operator.

L'instrument de mesure ainsi constitué est montré fig. 1 maintenu en appui sur la pièce à mesurer par deux supports réglables 31, représentés en traits fins pour ne pas surcharger inutilement le dessin, fixés l'un à la bascule 16 et l'autre à l'élément de raccordement 24 de la tête de mesure 1 avec le corps 3. Mais cet équipement n'est pas indispensable et l'instrument peut être maintenu en place manuellement, par deux opérateurs, ou par tout autre moyen à la convenance des utilisateurs. The measuring instrument thus formed is shown in fig. 1 held in abutment on the part to be measured by two adjustable supports 31, shown in thin lines so as not to overload the drawing unnecessarily, one fixed to the rocker 16 and the other to the connecting element 24 of the head measure 1 with the body 3. But this equipment is not essential and the instrument can be held in place manually, by two operators, or by any other means at the convenience of the users.

L'opération de mesure effectuée à l'aide de l'instrument décrit se pratique de manière relativement simple. The measurement operation carried out using the described instrument is carried out in a relatively simple manner.

La tête de mesure 1 et les niveaux électroniques 25 et 26 étant préalablement étalonnés, l'instrument est mis en place sur la pièce à mesurer, par exemple comme représenté fig. 1, les butées de contact de ses deux touches 10 et 11 en appui avec les parois 6 et 7 limitant la conformation géométrique à mesurer. The measuring head 1 and the electronic levels 25 and 26 having been calibrated beforehand, the instrument is placed on the part to be measured, for example as shown in FIG. 1, the contact stops of its two keys 10 and 11 bearing with the walls 6 and 7 limiting the geometric conformation to be measured.

A ce moment, l'opérateur compare les valeurs d'inclinaison des deux touches 10 et 11 par lecture des valeurs affichées sur l'appareil de lecture 30. At this time, the operator compares the tilt values of the two keys 10 and 11 by reading the values displayed on the reading device 30.

Selon l'importance du fléchissement de l'instrument, un écart plus ou moins grand apparaît entre l'inclinaison de la touche 11 de la butée fixe et celle de la touche 10 de la tête de mesure. Depending on the extent of the deflection of the instrument, a greater or lesser difference appears between the inclination of the key 11 of the fixed stop and that of the key 10 of the measuring head.

Du fait du départ des butées de contact des touches par rapport à l'alignement des cales étalons 9 ce phénomène, représenté schémati-quement et de manière volontairement exagérée fig. 3, crée une erreur dans la mesure qui se traduit par un écart e entre la cote réelle L de la conformation mesurée et la valeur affichée par la tête de mesure 1. Due to the departure of the contact stops of the keys with respect to the alignment of the gauge blocks 9 this phenomenon, shown schematically and deliberately exaggerated fig. 3, creates an error in the measurement which results in a difference e between the actual dimension L of the conformation measured and the value displayed by the measuring head 1.

Cet écart e n'est pas mesurable. Pour l'annuler, l'opérateur modifie l'inclinaison de la touche 11 en agissant sur la vis de manœuvre 17 This difference e is not measurable. To cancel it, the operator modifies the inclination of the button 11 by acting on the operating screw 17

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qui a pour effet de faire pivoter la butée fixe 2 autour du pivot 19, et cela jusqu'à ce que la valeur de cette inclinaison corresponde à celle de l'autre touche 10. A ce moment, le parallélisme d'origine des deux touches est rétabli et la valeur affichée par la tête de mesure correspond à la cote L, comme montré sur le schéma de la fig. 4. which has the effect of rotating the fixed stop 2 around the pivot 19, and this until the value of this inclination corresponds to that of the other key 10. At this time, the original parallelism of the two keys is restored and the value displayed by the measuring head corresponds to the dimension L, as shown in the diagram in fig. 4.

Bien entendu l'emploi de l'instrument n'est pas limité aux mesures horizontales. Il fonctionne également avec les mêmes avantages sur plans plus ou moins inclinés dans les limites cependant de la capacité des clinomètres utilisés. Of course, the use of the instrument is not limited to horizontal measurements. It also works with the same advantages on plans more or less inclined within the limits, however, of the capacity of the clinometers used.

Des variantes pourront être apportées dont l'une est représentée partiellement fig. 5. Dans cette variante la touche 11 de la butée fixe 2 est articulée sur cette dernière, par l'intermédiaire de son support 150, sur un pivot 190. Son inclinaison est réglable par le moyen d'une vis 170 à deux tiges filetées opposées 220 et à pas inversés en prise de part et d'autre dans deux arbres 230 montés tournants l'un dans un bras 31 solidaire du support 150 et l'autre dans un élément 200 de raccordement de la butée fixe 2 à la rallonge 4 du corps de l'instrument. Le clinomètre 26 est fixé ici sur le support de touche 150. Cette variante permet d'éviter l'appropriation spéciale d'une extrémité des rallonges susceptibles d'être accouplées à la butée 2. Variations may be made, one of which is shown partially in FIG. 5. In this variant the button 11 of the fixed stop 2 is articulated on the latter, by means of its support 150, on a pivot 190. Its inclination is adjustable by means of a screw 170 with two opposite threaded rods 220 and with inverted steps engaged on either side in two shafts 230 mounted to rotate, one in an arm 31 secured to the support 150 and the other in an element 200 for connecting the fixed stop 2 to the extension 4 of the instrument body. The clinometer 26 is fixed here on the key support 150. This variant makes it possible to avoid the special appropriation of one end of the extensions which can be coupled to the stop 2.

Les clinomètres 25 et 26 peuvent être choisis d'un autre type, comme par exemple les clinomètres à bulle ou optiques. The clinometers 25 and 26 can be chosen from another type, such as for example bubble or optical clinometers.

Il est également possible d'utiliser, pour le contrôle de l'inclinaison des touches, des rapporteurs d'angles de précision, lorsque la pièce à mesurer comporte des plans de référence alignés de part et d'autre de l'instrument, voire même des comparateurs, si l'instrument est pourvu d'au moins un plan de référence. It is also possible to use, for the control of the inclination of the keys, precision angle reporters, when the part to be measured has reference planes aligned on either side of the instrument, or even comparators, if the instrument is provided with at least one reference plane.

Il est possible également, dans le cadre de l'invention, d'articuler également la tête de mesure 1 sur le corps 3, de la même manière que la butée fixe 2, ou bien d'articuler la touche 10 sur ladite tête de mesure, de la même manière que sur la fig. 5 de la variante représentée. La variante dans laquelle est prévue l'inclinaison des deux touches est avantageuse dans le cas où les butées de contact 12 ne sont pas à contact ponctuel, mais linéaire, car on peut alors aisément assurer le contact linéaire de l'arête de la butée de contact des deux touches avec les parois de la pièce à mesurer. It is also possible, within the framework of the invention, to also articulate the measuring head 1 on the body 3, in the same way as the fixed stop 2, or else to articulate the key 10 on said measuring head , in the same way as in fig. 5 of the variant shown. The variant in which the inclination of the two keys is provided is advantageous in the case where the contact stops 12 are not with point contact, but linear, since it is then easy to ensure the linear contact of the edge of the stop of contact of the two keys with the walls of the part to be measured.

Le raccordement des clinomètres 25 et 26 à un appareil de lecture 30 n'est pas indispensable lorsque les clinomètres utilisés comportent eux-mêmes un cadran indicateur. Cependant, cette variante est moins pratique lorsque la dimension à mesurer est importante car l'opérateur doit se déplacer à chaque action de réglage ou bien faire appel à un aide. The connection of clinometers 25 and 26 to a reading device 30 is not essential when the clinometers used themselves include an indicator dial. However, this variant is less practical when the dimension to be measured is large because the operator must move to each adjustment action or else call for help.

Enfin, les clinomètres peuvent être fixés à demeure sur l'appareil. Cependant, lorsqu'ils sont amovibles, comme dans les structures représentées, leur étalonnage peut se faire aisément ailleurs que sur l'instrument, par exemple sur un bâti rigide approprié de petite dimension, non soumis à la flexion. Finally, the clinometers can be permanently fixed to the device. However, when they are removable, as in the structures shown, their calibration can be easily done elsewhere than on the instrument, for example on a suitable rigid frame of small dimension, not subjected to bending.

3 3

5 5

10 10

15 15

20 20

25 25

30 30

35 35

40 40

45 45

R R

1 feuille dessin 1 drawing sheet

Claims

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1. Measuring instrument for linear quantities, consisting of a measuring head (1) and a fixed stop (2) connected by a body (3) made up of interchangeable extensions (4,5) with standard rods incorporated and aligned , and in which two keys (10,11) carried one by the measuring head and the other by the fixed stop consist of two parallel arms on each of which is fixed a contact stop (12) in position offset by relative to the alignment of the standard rods, characterized in that it comprises a device for controlling (25, 26) the inclination of the two keys in the plane which they define and a device for adjusting (16, 17) of the inclination of at least one of these two keys in said plane.

2. Measuring instrument according to claim 1, characterized in that the inclination control device consists of two cli-nometers (25, 26) associated with the two keys, each of them disposed in a fixed spatial position relative to the key to which it is associated.

2

3. Measuring instrument according to claim 2, characterized in that the two clinometers (25, 26) are associated with the two keys in a removable manner.

4. Measuring instrument according to claim 2, characterized in that the two clinometers (25,26) are electronic levels.

5. Measuring instrument according to claim 4, characterized in that the two electronic levels are connected by a cable to a device for reading (30) the values of inclination of the two keys with which they are associated.

6. Measuring instrument according to claim 1, in which the two keys are rigidly fixed, one to the measuring head (1) and the other to the fixed stop (2), characterized in that at least the one of these two elements on which the keys are fixed is articulated on a pivot (19) perpendicular to the plane of the keys and carried by the body (3) and in that it comprises at least one member for adjusting (17) the pivoting said element around said pivot.

7. Measuring instrument according to claim 1, characterized in that at least one of the two keys is articulated on a pivot (190) perpendicular to the plane of the keys and carried by the measuring head (1) or the fixed stop (2) with which said key is associated, the axis of said pivot being secant to the axis of the standards of the extensions, and in that it comprises at least one member (170) for adjusting the pivoting of said key around said pivot .